客车因载质量大和质心高的特点难以兼顾操纵稳定性和平顺性,为此本文提出了一种侧倾构型的液压互联悬架(RHIS)与电控空气悬架(ECAS)相结合的新型悬架系统。首先,基于热力学理论建立了空气弹簧非线性模型并试验验证;基于质心定理、动量矩定理推导了整车9自由度动力学模型,建立了整车和RHIS的机械-液压耦合模型,并通过实车测试验证了模型;然后,设计了气囊模糊控制器以实现车身高度调节;最后,在常用的操纵稳定性和平顺性测试工况下仿真对比了新型和传统悬架系统的性能。结果表明,所提出的新型悬架系统可实现3挡车身高度调节,且在保持原车平顺性的同时明显改善了整车的操纵稳定性。

新型液压互联悬架可兼顾汽车的操稳性和平顺性,已逐渐在汽车上得到应用。文章基于天棚控制的ON-OFF控制方法和模糊控制方法,研究了一种阻尼连续可调的半主动液压互联悬架系统。首先建立单缸作动器可调阻尼阀AMESim模型,并通过台架试验证明了该模型的正确性;然后基于TruckSim/AMESim/Simulink联合仿真平台分别建立了被动和半主动液压互联悬架的整车模型,并通过操稳性试验验证了整车模型的准确性;最后利用联合仿真模型进行了随机路面激励试验和脉冲激励试验的仿真分析。结果表明,与被动液压互联悬架相比,半主动液压互联悬架有效提高了汽车的平顺性。

在城市交通中,车辆频繁的加速和减速会引起车身俯仰振动,从而导致乘坐不适,甚至晕车。基于粒子群算法的类天棚控制和PID控制,研究一种阻尼连续可调的抗俯仰液压互联悬架系统。建立包含制动系统、轮胎和液压互联悬架系统的半车模型;分析液压互联悬架刚度阻尼特性和阻尼阀孔径对车身俯仰角平顺性的影响;设计类Skyhook和PID控制器,采用粒子群算法整定控制参数;利用Simulink和Amesim联合仿真模拟直线制动工况,分析平顺性优化效果和制动安全性。结果表明,与被动悬架相比,半主动抗液压互联悬架有效地提高车辆的平顺性。

阐述了液压活塞式惯容器的基本结构、工作原理与承载力大的特点,建立了考虑摩擦力、寄生阻尼力和油液弹性效应的惯容器非线性力学模型。在数控液压伺服激振台上对液压活塞式惯容器进行了力学性能试验,基于试验结果,利用Matlab参数辨识工具箱对非线性力学模型中的参数进行辨识。在此基础上建立了包含液压活塞式惯容器非线性因素的车辆惯容器-弹簧-阻尼器(inerter-spring-damper,简称ISD)悬架动力学模型并进行了仿真分析。结果表明,当考虑液压活塞式惯容器非线性因素时,车辆ISD悬架系统的车身加速度均方根值增加5%,而轮胎动载荷与悬架动行程均方根值均有所减小,降低了车辆的行驶平顺性。

电子液压制动(EHB)是利用电子控制系统来实现液压执行部件的控制功能,把轮毂电机安装于轮辋中,可以控制车辆处于紧急工况时的运行稳定性.选择轮毂电机作为电液复合制动系统驱动系统,设置高压蓄能器与液压泵结合的EHB轮缸压力调控模式,利用Simulink-AMESim仿真平台完成控制策略可行性测试.研究结果表明,制动平顺性控制策略,并构建了一种通过PID矫正方式来补偿电机制动的方法.相比较其他方法,该方法可以显著降低进入电液制动切换后的冲击,进而高效率地增强制动平顺性.

电子液压制动(EHB)是利用电子控制系统来实现液压执行部件的控制功能,选择轮毂电机作为电液复合制动系统驱动系统,为下层控制器建立电液制动力分配机制。利用Simulink-AMESim仿真平台完成控制策略可行性测试。研究结果表明为制动强度设置增减压阶跃可以快速获得稳定的轮缸压力响应结果,并控制稳态误差在2%以内;p-V变化特征会对控制过程产生较大作用,表明可根据电机制动快速响应过程完成补偿调节。

混合动力车辆由纯电动模式切换到混合驱动模式的过程伴随着发动机的启动,由于发动机转矩的介入,导致输出转矩剧烈波动,进而造成整车冲击等问题。以双模混联式机电复合传动为研究对象,对发动机启动过程进行了动力学建模和分析,并将其划分为三个阶段分别进行控制。针对电机反拖发动机过程,以减小整车冲击度和抑制输出转矩波动为目标,提出了基于模型预测控制的转矩协调控制策略。最后,利用MATLAB/Simulink仿真平台,对控制策略进行了验证。仿真结果表明,所提出的控制策略能有效抑制输出转矩波动,降低整车冲击度,提高发动机启动过程的平顺性。

为了改善半主动悬架的控制效果,利用变论域理论对模糊PID控制器的输入论域和输出论域进行调节。根据阻尼可调两级压力式油气悬架的力学特性,建立半车半主动悬架动力学模型,在MATLAB/Simulink中构建半车半主动悬架控制模型,以冲击路面和随机路面作为输入激励进行仿真。结果表明,不同路面激励下,变论域模糊PID控制悬架和模糊PID控制悬架的减振效果均明显好于被动悬架,在冲击路面激励下的减振效果较好。冲击路面激励下,相较于模糊PID控制悬架,变论域模糊PID控制悬架的前、后车身垂直加速度和车身俯仰角加速度均方根分别减小30.89%,34.36%,37.00%,车身动挠度均方根比较接近,进一步提高了越野车的行驶平顺性。

针对非线性悬架系统,基于多目标布谷优化和路面识别算法,研究不同路面等级下悬架非线性系统特性,实现根据路面等级调整控制参数的目的.首先建立四分之一车辆模型,选取电流为优化变量,簧载质量加速度和轮胎动行程为优化目标;然后利用布谷优化算法求取不同路面下悬架最优参数,并利用路面识别方法得到当前路面等级,结合悬架性能需求实现悬架在不同路面下自适应调节.仿真结果表明1)控制算法可根据不同路面情况自适应调整悬架参数,提高系统性能;2)相比于传统粒子群优化方法(PSO),基于布谷优化算法得到的控制电流能提供更为理想的悬架系统性能.

独立式油气悬架在工程车辆上的使用，不仅为整车总体布置提供方便，也为车辆行驶平顺性和操纵稳定性的提升提供可能。根据油气悬架的特性和整车悬架的结构特点，建立油气悬架车辆半车动力学数学模型，在分析建模的基础上，应用考虑交互作用的正交试验法和极差分析法，以稳态转向不足转向度和质心垂向加速度均方根作为试验目标，研究前后油气悬挂缸缸径、阻尼孔径以及悬架充气量对对整车综合性能影响程度。结果表明，前后悬挂缸充气量的交互作用对整车操纵稳定性和行驶平顺性都有较大程度的影响；经过对前后悬架结构参数优化设计后，使得整车综合性能有所提高，尤其是车辆的行驶平顺性改善较为明显。